JP5355327B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、2次元的なスペクトルデータに基づいてドプラ情報を得る技術に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to a technique for obtaining Doppler information based on two-dimensional spectrum data.
超音波のパルス波を繰り返し送信して深さ方向の範囲を定めたレンジゲート内から繰り返し得られる受信信号に基づいてドプラ情報を得るパルスドプラ(PWドプラ)の技術が知られている。さらに、このパルスドプラにおいて、繰り返し得られる受信信号について深さ方向と繰り返し方向の各々に関する周波数解析を行うことにより、ドプラ周波数の2次元的なスペクトルデータを得る技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A technique of pulse Doppler (PW Doppler) that obtains Doppler information based on a received signal that is repeatedly obtained from within a range gate in which a range in the depth direction is determined by repeatedly transmitting ultrasonic pulse waves is known. Further, in this pulse Doppler, a technique for obtaining two-dimensional spectrum data of a Doppler frequency by performing frequency analysis on each of a depth direction and a repetition direction of a received signal obtained repeatedly is known (for example, Patent Documents). 1).
ドプラ周波数の2次元的なスペクトルデータを利用すると、その2次元的なスペクトルデータを一定の速度に対応した積算方向に沿って積算することにより、その速度に関するスペクトルの積算データ(例えば、積算パワー値)を得ることができる。 When the two-dimensional spectrum data of the Doppler frequency is used, the two-dimensional spectrum data is integrated along the integration direction corresponding to a certain speed, and thereby the integrated data of the spectrum related to the speed (for example, the integrated power value). ) Can be obtained.
ところが、上述した2次元的なスペクトルデータを利用する技術において、一定の速度に対応した積算方向に沿って積算する際に、積算方向に沿ったスペクトルデータの全てを積算してしまうと、例えば、周波数解析において発生する不要成分(サイドローブ)や、クラッタから得られるクラッタ成分など、積算上において好ましくない成分までも積算されてしまう。 However, in the technique using the above-described two-dimensional spectrum data, when integrating along the integration direction corresponding to a constant speed, if all of the spectrum data along the integration direction is integrated, for example, Even unwanted components (side lobes) generated in the frequency analysis and clutter components obtained from the clutter, such as clutter components that are undesirable in terms of integration, are accumulated.
このような状況において、本願の発明者らは、2次元的なスペクトルデータを利用する技術について研究開発を重ねてきた。 Under such circumstances, the inventors of the present application have conducted research and development on a technique using two-dimensional spectrum data.
本発明は、その研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、2次元的なスペクトルデータの積算において不要な成分を低減することにある。 The present invention has been made in the course of research and development, and its object is to reduce unnecessary components in the integration of two-dimensional spectral data.
上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、被検体に対して超音波を送受するプローブと、プローブを制御することにより被検体内から受信信号を得る送受信部と、被検体内における深さの範囲を定めたレンジゲート内から繰り返し得られる受信信号について、深さ方向と繰り返し方向の各々に関する周波数解析を行うことにより、ドプラ周波数の2次元的なスペクトルデータを得る周波数解析部と、前記2次元的なスペクトルデータを一定の速度に対応した積算方向に沿って限定された積算領域内において積算することにより、当該速度の積算データを得る積算部と、前記積算データに基づいてドプラ画像を形成するドプラ画像形成部と、を有することを特徴とする。 A suitable ultrasonic diagnostic apparatus for the above purpose includes a probe for transmitting / receiving ultrasonic waves to / from a subject, a transmission / reception unit for obtaining a received signal from within the subject by controlling the probe, and a depth measurement in the subject. A frequency analysis unit that obtains two-dimensional spectrum data of a Doppler frequency by performing frequency analysis on each of a depth direction and a repetition direction for a received signal that is repeatedly obtained from within a range gate that defines a range, and the two-dimensional The spectral data is integrated within a limited integration region along an integration direction corresponding to a constant speed, and an integration unit for acquiring the integration data of the speed is formed, and a Doppler image is formed based on the integration data. And a Doppler image forming unit.
望ましい具体例において、前記積算領域は、2次元的なスペクトルデータの深さ方向の範囲を送信周波数帯域に応じて限定した領域である、ことを特徴とする。 In a preferred embodiment, the integration region is a region in which a range in the depth direction of two-dimensional spectrum data is limited according to a transmission frequency band.
望ましい具体例において、前記積算領域は、2次元的なスペクトルデータの繰り返し方向においてクラッタに対応した低周波数帯域を取り除いた領域であることを特徴とする。 In a preferred embodiment, the integration region is a region obtained by removing a low frequency band corresponding to clutter in a two-dimensional spectrum data repetition direction.
望ましい具体例において、前記積算領域は、送信中心周波数に対応した直線に関して線対称な領域である、ことを特徴とする。 In a preferred embodiment, the integration region is a region that is line-symmetric with respect to a straight line corresponding to the transmission center frequency.
望ましい具体例において、前記積算領域は、所定の速度に対応した積算方向を境界とする領域である、ことを特徴とする。 In a preferred specific example, the integration region is a region having a boundary in an integration direction corresponding to a predetermined speed.
望ましくは、前記境界の近傍にある積算対象データに対して重み付け処理を施してから積算する、ことを特徴とする。 Preferably, the integration is performed after weighting processing is performed on the integration target data in the vicinity of the boundary.
本発明により、2次元的なスペクトルデータの積算において不要な成分が低減される。 According to the present invention, unnecessary components are reduced in integrating two-dimensional spectrum data.
以下に本発明の好適な実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
図1は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成を示す図である。プローブ10は、例えば生体などの被検体に対して超音波を送受する超音波探触子である。プローブ10は、各々が超音波を送受する複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が送信ビームフォーマ12によって送信制御されて送信ビームが形成される。また、複数の振動素子が被検体から反射された超音波を受波し、これにより得られた信号が受信ビームフォーマ14へ出力され、受信ビームフォーマ14が受信ビームに沿った受信信号を形成する。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus suitable for implementing the present invention. The
ゲート処理部16は、被検体内における深さの範囲を定めるレンジゲートを設定する。例えば、ユーザがBモード画像などを見ながら操作デバイスを利用して生体内の所望の位置を指定することにより、その指定された位置にレンジゲートが設定される。レンジゲートの範囲(幅)をユーザが設定できる構成としてもよい。
The
図1の超音波診断装置は、同一のビーム方向に繰り返し超音波を送受し、レンジゲート内から繰り返し得られる受信信号に基づいて、例えば血流などの移動体からドプラ情報を得る。その際に、2DFFT処理部20は、メモリ等に記憶された繰り返し得られる受信信号に対して2次元FFT処理を施す。これにより、2次元的なスペクトルデータが得られる。2次元FFT処理については後にさらに詳述する。
The ultrasonic diagnostic apparatus in FIG. 1 repeatedly transmits and receives ultrasonic waves in the same beam direction, and obtains Doppler information from a moving body such as a blood flow, for example, based on reception signals obtained repeatedly from within the range gate. At that time, the 2D
積算処理部22は、2次元的なスペクトルデータを一定の速度に対応した積算方向に沿って限定された積算領域内において積算することにより、その一定の速度に対応した積算データを得る。積算処理部22における積算についても後にさらに詳述する。
The
画像形成部24は、積算処理部22により得られた各速度に対応した積算データに基づいて、例えばドプラ信号の時間変化を示したドプラ波形などの表示画像を形成する。そして、図1の超音波診断装置内の各部は、制御部30により制御される。
The
図2は、2次元FFT処理を説明するための図である。図2(A)は、レンジゲート内から繰り返し得られる受信信号を示している。図2(A)内に示される多数の円がサンプリングされた受信信号データであり、横軸を深さ方向として縦軸を繰り返し方向とすることにより、受信信号データが2次元的に示されている。受信信号データは、例えば受信RF信号の振幅値である。なお、受信信号データとして、例えば直交検波後のベースバンド信号に関する同相成分(I信号)の振幅値と直交成分(Q信号)の振幅値を利用してもよい。図2(A)の2次元受信信号は、例えばメモリ等に記憶され、2DFFT処理部20(図1)がメモリ等に記憶された2次元受信信号データを利用して、以下に詳述する2次元FFT処理を実行する。 FIG. 2 is a diagram for explaining the two-dimensional FFT processing. FIG. 2A shows a received signal obtained repeatedly from within the range gate. A large number of circles shown in FIG. 2A are sampled received signal data, and the received signal data is shown two-dimensionally by setting the horizontal axis as the depth direction and the vertical axis as the repeat direction. Yes. The reception signal data is, for example, the amplitude value of the reception RF signal. In addition, as the received signal data, for example, the amplitude value of the in-phase component (I signal) and the amplitude value of the quadrature component (Q signal) regarding the baseband signal after quadrature detection may be used. The two-dimensional received signal in FIG. 2A is stored in, for example, a memory or the like, and the 2D FFT processing unit 20 (FIG. 1) uses the two-dimensional received signal data stored in the memory or the like. Perform dimension FFT processing.
2次元FFT処理では、深さ方向と繰り返し方向の各方向について周波数解析が行われる。例えば、深さ方向について受信信号が周波数解析されて各周波数成分ごとの振幅値(複素振幅値)が算出される。深さ方向に関する周波数解析は、繰り返し方向に並ぶ複数の受信信号の各々を対象として実行される。そして、複数の受信信号に関する深さ方向の解析が終了すると、その解析により得られた各周波数成分ごとの振幅値(複素振幅値)について繰り返し方向に関する周波数解析が実行される。繰り返し方向に関する周波数解析は、深さ方向の解析により得られる複数の周波数成分の各々を対象として実行される。 In the two-dimensional FFT processing, frequency analysis is performed in each direction of the depth direction and the repetition direction. For example, the received signal is subjected to frequency analysis in the depth direction, and an amplitude value (complex amplitude value) for each frequency component is calculated. The frequency analysis regarding the depth direction is executed for each of a plurality of received signals arranged in the repetition direction. Then, when the analysis in the depth direction regarding the plurality of received signals is completed, the frequency analysis regarding the repetition direction is executed for the amplitude value (complex amplitude value) for each frequency component obtained by the analysis. The frequency analysis regarding the repetition direction is executed for each of a plurality of frequency components obtained by the analysis in the depth direction.
図2(B)は、2次元FFT処理の結果として得られる2次元パワースペクトルを示している。図2(B)の横軸は、深さ方向の周波数を示している。受信信号の深さ方向のスペクトルは、微小なドプラシフトや組織による減衰と散乱の影響を無視すると、送信信号のスペクトルに一致する。そのため、図2(B)の横軸は、送信信号に含まれる複数の周波数に相当する。 FIG. 2B shows a two-dimensional power spectrum obtained as a result of the two-dimensional FFT process. The horizontal axis in FIG. 2B indicates the frequency in the depth direction. The spectrum in the depth direction of the received signal agrees with the spectrum of the transmitted signal when neglecting the influence of minute Doppler shift and attenuation and scattering caused by tissue. Therefore, the horizontal axis in FIG. 2B corresponds to a plurality of frequencies included in the transmission signal.
また、繰り返し方向に関する周波数解析により、各ドプラ周波数ごとのパワー(または振幅値)が算出される。繰り返し方向に関する周波数解析は、横軸の各周波数ごとに実行されるため、横軸の各周波数ごとにつまり送信信号に含まれる各周波数ごとに、その周波数に対応したドプラ周波数(ドプラシフト周波数)のパワーが算出される。例えば、図2(B)において、送信中心周波数f0により速度vの移動体から得られるドプラ周波数がfd0であり、このドプラ周波数fd0のパワー(または振幅値)が、f0とfd0で決定される座標位置において輝度値や色相などにより表現される。 Moreover, the power (or amplitude value) for each Doppler frequency is calculated by frequency analysis regarding the repetition direction. Since the frequency analysis for the repetition direction is performed for each frequency on the horizontal axis, the power of the Doppler frequency (Doppler shift frequency) corresponding to that frequency for each frequency on the horizontal axis, that is, for each frequency included in the transmission signal. Is calculated. For example, in FIG. 2B, the Doppler frequency obtained from the moving body at the speed v by the transmission center frequency f 0 is f d0 , and the power (or amplitude value) of the Doppler frequency f d0 is f 0 and f d0. It is expressed by the luminance value, hue, etc. at the coordinate position determined by.
ちなみに、深さ方向に関する周波数解析を行わずに、繰り返し方向に関する周波数解析を実行する1次元FFT処理では、送信中心周波数f0で帯域幅を持つ送信信号により、帯域幅Rのドプラ周波数が計測される。これに対し、2次元FFT処理では、上述したように、送信信号に含まれる各周波数ごとに、その周波数に対応したドプラ周波数が識別できるという利点がある。 Incidentally, in the one-dimensional FFT processing that performs frequency analysis in the repetitive direction without performing frequency analysis in the depth direction, the Doppler frequency of the bandwidth R is measured by a transmission signal having a bandwidth at the transmission center frequency f 0. The On the other hand, as described above, the two-dimensional FFT process has an advantage that the Doppler frequency corresponding to the frequency can be identified for each frequency included in the transmission signal.
ドプラシフトの物理的な基本原理において、移動体に関するドプラ周波数(ドプラシフト周波数)は、計測に利用される超音波の周波数と移動体の速度に比例する。例えば、超音波ビーム方向に沿った移動体の速度がvであり、計測に利用される超音波の周波数(送信信号の周波数)がfであると、ドプラ周波数fdは、fd=(2v/c)・f(cは音速)となる。 In the physical basic principle of Doppler shift, the Doppler frequency (Doppler shift frequency) relating to the moving body is proportional to the frequency of the ultrasonic wave used for measurement and the speed of the moving body. For example, when the velocity of the moving body along the ultrasonic beam direction is v and the frequency of the ultrasonic wave used for measurement (the frequency of the transmission signal) is f, the Doppler frequency f d is f d = (2v / C) · f (c is the speed of sound).
そのため、図2(B)において、速度vの移動体について横軸の送信周波数fと縦軸のドプラ周波数fdの対応関係を示すと、原点を通り傾きが2v/cである直線Lとなる。したがって、直線Lに沿ってスペクトルのパワーを積算すると、速度vに関する積算パワー値を得ることができる。複数の速度vの各々について積算パワーを得るためには、速度vの大きさに応じて原点を通る直線Lの傾きを変化させ、複数の速度vに対応した複数の直線Lの各々に沿って積算値を算出すればよい。 Therefore, in FIG. 2B, the correspondence between the transmission frequency f on the horizontal axis and the Doppler frequency f d on the vertical axis for a moving body with a speed v is a straight line L passing through the origin and having an inclination of 2 v / c. . Therefore, when the power of the spectrum is integrated along the straight line L, an integrated power value related to the speed v can be obtained. In order to obtain the integrated power for each of the plurality of speeds v, the slope of the straight line L passing through the origin is changed according to the magnitude of the speed v, and along each of the plurality of straight lines L corresponding to the plurality of speeds v. What is necessary is just to calculate an integrated value.
図1の超音波診断装置では、2DFFT処理部20が2次元FFT処理を実行し、積算処理部22が直線Lに沿ってスペクトルのパワーを積算する。その際に、積算処理部22は、限定された積算領域内において積算することにより、積算において不要な成分を低減している。積算において不要な成分としては、周波数解析において発生する不要成分(サイドローブ)や、クラッタから得られるクラッタ成分や、ノイズなどがある。
In the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1, the 2D
図3は、積算における不要な成分を説明するための図である。一般的にFFT処理においては、FFT処理により発生するスペクトルのサイドローブを防ぐために、窓関数が用いられる。図3(I)は、縦軸の繰り返し方向に関するFFT処理において窓関数を利用し、横軸の深さ方向に関するFFT処理において窓関数を利用していない場合の2次元パワースペクトルを示している。図3では、横軸の座標値(周波数f)と縦軸の座標値(ドプラ周波数fd)で決定される各位置における輝度値(黒の濃さ)がその位置に対応したドプラ周波数のパワーを示している。例えば、計測対象である血流に対応した周波数帯域や、クラッタに対応した低周波数帯域において、比較的強いパワーが得られている。 FIG. 3 is a diagram for explaining unnecessary components in the integration. In general, in FFT processing, a window function is used in order to prevent spectrum side lobes generated by FFT processing. FIG. 3I shows a two-dimensional power spectrum in the case where a window function is used in the FFT processing relating to the repetition direction on the vertical axis and no window function is used in the FFT processing relating to the depth direction on the horizontal axis. In FIG. 3, the luminance value (darkness of black) at each position determined by the coordinate value (frequency f) on the horizontal axis and the coordinate value (Doppler frequency f d ) on the vertical axis is the power of the Doppler frequency corresponding to that position. Is shown. For example, relatively strong power is obtained in a frequency band corresponding to blood flow to be measured and a low frequency band corresponding to clutter.
また、図3(I)においては、横軸の深さ方向に関するFFT処理において窓関数を利用していないため、横軸方向においてサイドローブが発生している。つまり、送信周波数の帯域外であるにも関わらず、ドプラ周波数のパワーが表示されている。ちなみに、図3(II)は、横軸の深さ方向に関するFFT処理において窓関数を利用して、横軸方向のサイドローブを低減させた2次元パワースペクトルを示している。図3(I)と(II)の比較から、図3(I)における横軸方向のサイドローブが理解できる。但し、図3(II)のように、横軸の深さ方向に関するFFT処理において窓関数を利用すると、横軸方向のサイドローブは低減されるものの、分解能の劣化を招く可能性がある。 In FIG. 3I, since the window function is not used in the FFT processing related to the depth direction of the horizontal axis, side lobes are generated in the horizontal axis direction. That is, the power of the Doppler frequency is displayed even though it is outside the transmission frequency band. Incidentally, FIG. 3 (II) shows a two-dimensional power spectrum in which side lobes in the horizontal axis direction are reduced by using a window function in the FFT processing in the depth direction on the horizontal axis. From the comparison between FIGS. 3I and II, the side lobes in the horizontal axis direction in FIG. 3I can be understood. However, as shown in FIG. 3 (II), when a window function is used in the FFT processing in the depth direction of the horizontal axis, side lobes in the horizontal axis direction are reduced, but there is a possibility that degradation of resolution may be caused.
そこで、図1の超音波診断装置では、積算処理部22が、限定された積算領域内において積算することにより、積算において不要な成分を低減している。
Therefore, in the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1, the
図4は、積算における限定された積算領域を示す図である。図4には、積算領域50に関するいくつかの具体例が図示されている。
FIG. 4 is a diagram showing a limited integration region in integration. FIG. 4 shows some specific examples relating to the
図4(A)は、2次元パワースペクトルの深さ方向(横軸)の範囲を送信周波数帯域に応じて限定した積算領域50である。この積算領域50の横軸方向の幅は、例えば送信周波数帯域と同じ幅に設定される。また、直交検波後のベースバンド信号を利用して2次元パワースペクトルを得た場合には、直交検波におけるローパスフィルタの遮断周波数なども考慮して積算領域50の横軸方向の幅が決定される。さらに、この積算領域50は、送信中心周波数f0に対応した縦軸方向の直線(図示省略)に関して線対称な領域となっている。
FIG. 4A shows an
積算処理部22(図1)は、例えば、対象となる速度に対応した直線L1に沿ってスペクトルのパワーを積算する際に、直線L1上のスペクトルのうち、積算領域50外のスペクトルのパワーを積算から除外し、積算領域50内のスペクトルのパワーのみを対象として積算する。これにより、送信周波数帯域外のサイドローブが積算から除外され、積算結果に対するサイドローブの影響が低減される。望ましくはサイドローブの影響が完全に除去される。
For example, when integrating the power of the spectrum along the straight line L1 corresponding to the target speed, the integration processing unit 22 (FIG. 1) calculates the power of the spectrum outside the
図4(B)は、図4(A)と同様な深さ方向(横軸)の範囲の限定に加えて、繰り返し方向(縦軸)において低周波数帯域を取り除いた積算領域50を示している。繰り返し方向の低周波数帯域は、図3に示したように、クラッタに対応した領域である。そこで、図4(B)のように繰り返し方向において低周波数帯域を取り除くことにより、積算結果に対するクラッタの影響を低減させることが可能になる。
FIG. 4B shows the
図4(C)は、図4(B)と同様に、繰り返し方向(縦軸)において低周波数帯域を取り除いた積算領域50であり、図4(C)には、所定の速度に対応した直線L0と直線L0´を境界とする積算領域50が示されている。クラッタに関するドプラ周波数fdも送信周波数fに比例しており(fd=(2v/c)・f)、図4(C)の積算領域50においては、この比例関係に従って、積算から除外する領域を設定している。なお、クラッタ部分の境界でドプラ画像が不自然に変化しないように、例えば、直線L0と直線L0´の近傍において、積算対象データに対して重み付け処理を施してから積算するようにしてもよい。
4C, like FIG. 4B, is an
例えば、図4に示した積算領域50を利用することにより、周波数解析において発生する不要成分(サイドローブ)や、クラッタから得られるクラッタ成分などを積算から除外することが可能になる。なお、積算において、一定の速度に対応した直線が利用されることは上述したとおりである。ドプラシフトにおいては、ドプラ周波数の折り返し現象が知られている。積算における直線についても、ドプラシフトの折り返しが考慮される。
For example, by using the
図5は、積算における直線の折り返しを説明するための図である。図5には、横軸を深さ方向(送信周波数)とし、縦軸を繰り返し方向(ドプラ周波数)とした、2次元パワースペクトルと同じ座標系が示されている。そして、その座標系上に、正の一定速度に対応した直線L2と、負の一定速度に対応した直線L3が図示されている。 FIG. 5 is a diagram for explaining the folding of a straight line in integration. FIG. 5 shows the same coordinate system as the two-dimensional power spectrum with the horizontal axis as the depth direction (transmission frequency) and the vertical axis as the repetition direction (Doppler frequency). On the coordinate system, a straight line L2 corresponding to a positive constant speed and a straight line L3 corresponding to a negative constant speed are shown.
直線L2は、原点Oから出発し、横軸の送信周波数が大きくなるにつれて縦軸方向に増加しており、縦軸のドプラ周波数PRF/2の位置に達している。PRFは、パルス繰り返し周波数であり、PRF/2を超えるドプラ周波数については、折り返し現象が発生する。そこで、直線L2についても、ドプラ周波数に対応した折り返しが考慮される。つまり、直線L2が縦軸のドプラ周波数PRF/2の位置に達すると、横軸の送信周波数の位置を固定したまま、直線L2が縦軸のドプラ周波数−PRF/2の位置に折り返される。そして、縦軸のドプラ周波数−PRF/2の位置から、折り返し前の傾きを維持しつつ、横軸の送信周波数が大きくなるにつれて縦軸方向に増加する。 The straight line L2 starts from the origin O, increases in the vertical axis direction as the transmission frequency on the horizontal axis increases, and reaches the position of the Doppler frequency PRF / 2 on the vertical axis. PRF is a pulse repetition frequency, and a folding phenomenon occurs for a Doppler frequency exceeding PRF / 2. Therefore, the folding corresponding to the Doppler frequency is also considered for the straight line L2. That is, when the straight line L2 reaches the position of the Doppler frequency PRF / 2 on the vertical axis, the straight line L2 is folded back to the position of the Doppler frequency −PRF / 2 on the vertical axis while the position of the transmission frequency on the horizontal axis is fixed. From the position of the Doppler frequency −PRF / 2 on the vertical axis, the vertical axis increases as the transmission frequency on the horizontal axis increases while maintaining the inclination before folding.
直線L2と同様に直線L3についても折り返しが考慮されている。つまり、直線L3は、原点Oから出発し、横軸の送信周波数が大きくなるにつれて縦軸方向に減少しており、縦軸のドプラ周波数−PRF/2の位置に達している。そして、直線L3が縦軸のドプラ周波数−PRF/2の位置に達すると、横軸の送信周波数の位置を固定したまま、直線L3が縦軸のドプラ周波数PRF/2の位置に折り返される。さらに、縦軸のドプラ周波数PRF/2の位置から、折り返し前の傾きを維持しつつ、横軸の送信周波数が大きくなるにつれて縦軸方向に減少する。 Similar to the straight line L2, the return of the straight line L3 is considered. That is, the straight line L3 starts from the origin O, decreases in the vertical axis direction as the transmission frequency on the horizontal axis increases, and reaches the position of the Doppler frequency −PRF / 2 on the vertical axis. When the straight line L3 reaches the position of the Doppler frequency −PRF / 2 on the vertical axis, the straight line L3 is folded back to the position of the Doppler frequency PRF / 2 on the vertical axis while fixing the position of the transmission frequency on the horizontal axis. Furthermore, from the position of the Doppler frequency PRF / 2 on the vertical axis, while maintaining the inclination before folding, the vertical axis decreases as the transmission frequency on the horizontal axis increases.
このように、積算のための直線についても、ドプラシフトの折り返しが考慮される。なお、直線が折り返される場合においても、その直線上において、積算領域内のみが積算の対象とされる。 In this way, the Doppler shift is also taken into consideration for the straight line for integration. Even in the case where the straight line is folded, only the area within the integration area is targeted for integration on the straight line.
図6は、積算領域を限定したことに伴う積算結果を示す図である。図6の横軸は、移動体の速度に対応しており、移動体の速度がドプラ周波数で表現されている。図6の縦軸には、移動体の各速度ごとの積算値(積算パワー)が示されている。 FIG. 6 is a diagram illustrating an integration result associated with limiting the integration region. The horizontal axis in FIG. 6 corresponds to the speed of the moving body, and the speed of the moving body is expressed by the Doppler frequency. The vertical axis in FIG. 6 shows the integrated value (integrated power) for each speed of the moving body.
図6において、破線で表される波形62は、深さ方向に関するFFT処理において窓関数を利用せず積算領域も限定していない場合の2次元パワースペクトル(図3(I)参照)から得られる積算結果である。これに対し、実線で表される波形60は、深さ方向に関するFFT処理において窓関数を利用せず、送信周波数帯域に応じて限定した積算領域(図4(A))を用いた2次元パワースペクトルから得られる積算結果である。
In FIG. 6, a
波形60と波形62を比較すると、血流以外の部分において、波形62が比較的大きな値を示している。これは、主に送信周波数帯域外のサイドローブの影響であり、波形60ではその影響が低減されていることが確認できる。
Comparing the
ちなみに、波形64は、深さ方向に関するFFT処理において窓関数を利用して積算領域を限定していない場合の2次元パワースペクトル(図3(II)参照)から得られる積算結果である。波形60と波形64を比較すると、波形64と同じ程度に、つまり深さ方向に関するFFT処理において窓関数を利用した場合と同じ程度に、波形60におけるサイドローブが低減されていることが確認できる。なお、窓関数を利用した波形64の場合には、サイドローブは低減されるものの分解能の劣化を招く可能性があることは先に述べたとおりである。
Incidentally, the
また、波形60は、送信周波数帯域に応じて限定した積算領域、つまり図4(A)の積算領域50を利用して得られた結果であり、クラッタ成分は低減の対象となっていない。そのため、図6の波形60ではクラッタに関する積算結果も大きくなっている。しかし、図4(A)の積算領域50に換えて、図4(B)(C)の積算領域50を利用することにより、クラッタ成分を積算から除外することができる。つまり、図4(B)(C)の積算領域50を利用することにより、図6の波形60におけるクラッタの部分を低減することができる。
Further, the
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only a mere illustration in all the points, and does not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof.
10 プローブ、12 送信ビームフォーマ、14 受信ビームフォーマ、16 ゲート処理部、20 2DFFT処理部、22 積算処理部、24 画像形成部。 10 probe, 12 transmit beamformer, 14 receive beamformer, 16 gate processing unit, 202DFFT processing unit, 22 integration processing unit, 24 image forming unit.
Claims (6)
プローブを制御することにより被検体内から受信信号を得る送受信部と、
被検体内における深さの範囲を定めたレンジゲート内から繰り返し得られる受信信号について、深さ方向と繰り返し方向の各々に関する周波数解析を行うことにより、ドプラ周波数の2次元的なスペクトルデータを得る周波数解析部と、
前記2次元的なスペクトルデータを一定の速度に対応した積算方向に沿って限定された積算領域内において積算することにより、当該速度の積算データを得る積算部と、
前記積算データに基づいてドプラ画像を形成するドプラ画像形成部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 A probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to the subject;
A transmission / reception unit that obtains a reception signal from within the subject by controlling the probe; and
Frequency for obtaining two-dimensional spectrum data of Doppler frequency by performing frequency analysis for each of the depth direction and the repeat direction for the received signal obtained repeatedly from within the range gate that defines the depth range in the subject. An analysis unit;
An integrating unit that obtains integrated data of the speed by integrating the two-dimensional spectrum data in an integrated region limited along an integrating direction corresponding to a constant speed;
A Doppler image forming unit that forms a Doppler image based on the accumulated data;
Having
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記積算領域は、2次元的なスペクトルデータの深さ方向の範囲を送信周波数帯域に応じて限定した領域である、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
The integration region is a region in which a range in the depth direction of two-dimensional spectrum data is limited according to a transmission frequency band.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記積算領域は、2次元的なスペクトルデータの繰り返し方向においてクラッタに対応した低周波数帯域を取り除いた領域である、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
The integration region is a region obtained by removing a low frequency band corresponding to clutter in the repeating direction of two-dimensional spectrum data.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記積算領域は、送信中心周波数に対応した直線に関して線対称な領域である、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
The integration region is a region that is line-symmetric with respect to a straight line corresponding to the transmission center frequency.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記積算領域は、所定の速度に対応した積算方向を境界とする領域である、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3.
The integration area is an area having a boundary in an integration direction corresponding to a predetermined speed.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記境界の近傍にある積算対象データに対して重み付け処理を施してから積算する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5,
Accumulate after applying a weighting process to the integration target data in the vicinity of the boundary,
An ultrasonic diagnostic apparatus.
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